مهندسی معدن
سال:1399 | دوره:15 | شماره:49 |تعداد مقالات:7

در این تحقیق امکان بهبود عملکرد مدار فلوتاسیون کارخانه فاز یک مجتمع مس سونگون مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا پایش عملکرد مدار انجام شد. در این مرحله مشخص شد قسمت عمده افت مس در مرحله فلوتاسیون اولیه در ابعاد بزرگتر از 106 و کوچکتر از 38 میکرون رخ می دهد. عیار سنجی کنسانتره نهایی در روز های مختلف نشان داد افت عیار مس در نتیجه افزایش عیار آهن است. انجام مطالعات کانی شناسی حضور حداکثری کانی باطله پیریت در کنسانتره نهایی را اثبات کرد که افزایش عیار آهن را توجیه می کرد. بررسی های میدانی مدار فلوتاسیون نشان داد اشکالات فنی زیادی در مدار وجود دارد که فرایند فلوتاسیون را تحت تاثیر قرار می دهد. وجود لوله های قطور در سطح سلول شستشو مجدد، عدم استفاده از الگوی متعارف توزیع آب شستشو و پاشش آب شستشو بصورت جت از جمله این اشکالات است. اندازه گیری pH در نقاط مختلف مدار نشان از افت pH به زیر 11 و آبران شدن پیریت داشت. اندازه گیری متغیر های عملیاتی در مدار نشان داد نرخ آب شستشو و نرخ هوا دهی مورد استفاده در مدار به ترتیب بیشتر و کمتر از مقادیر پیشنهادی توسط محققان و طراحان بود. با توجه به ایرادات مشخص شده در مرحله بررسی عملکرد، آزمون های آزمایشگاهی در دو مرحله با استفاده از سلول فلوتاسیون مکانیکی و سلول فلوتاسیون ستونی طراحی و انجام شد. تنظیم نرخ هوا دهی و نرخ آب شستشودر مقیاس آزمایشگاهی در بازه های پیشنهادی توسط محققان، در حالت غیر بهینه بهبود 3 درصدی عیار و 10 درصدی بازیابی را به دنبال داشت.

شکست هیدرولیکی مبتنی بر استفاده از سیال پایه آبی گوارگام با ویسکوزیته مناسب، به دلیل مزایای منحصر به فرد آن مانند هزینه های ارزان و ظرفیت حمل پروپانت، به عنوان یک راه حل مناسب برای استخراج نفت و گاز طبیعی از مخازن شناخته شده است. با این وجود، عدم آگاهی از شکستگی های این مخازن، استفاده از آن را در شرایط عملیاتی به چالش کشیده است. بنابراین، هدف از این مطالعه بررسی تاثیر نرخ تزریق سیال در فشار شکست و هندسه شکستگی های ایجاد شده است. برای دست یابی به این اهداف، یک سری آزمایش شکست هیدرولیکی بر روی نمونه سنگ های آهکی، با استفاده از سیال پایه آبی گوارگام انجام شد. به منظور بررسی تاثیر نرخ تزرق سیال، فناوری سی تی اسکن نیز برای توصیف پارامترهای هندسی شکستگی به کار گرفته شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش نرخ جریان سیال تزریق شده از 1 به 6 میلی لیتر در دقیقه، فشار شکست و بازشدگی شکستگی افزایش می یابد. با افزایش حجم سیال مصرفی، زمان شکست کاهش پیدا می کند. یافته های این مطالعه نشان می دهد که نرخ جریان پایین گوارگام می تواند یک شبکه شکستگی به هم پیوسته بهتری نسبت به نرخ جریان بالاتر ایجاد کند.

به هنگام بررسی پایداری تونل ها، از مدل ها و روابطی کمک گرفته می شود که دارای متغیرهایی هستند که نمی توان آن ها را قطعی فرض کرد. یکی از راه های در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای سنگ و خاک، استفاده از روش ها و توزیع های آماری متغیرها است. در حال حاضر برای مقابله با عدم قطعیت، از روش های احتمالاتی و قابلیت اعتماد استفاده می شود. در این پژوهش سعی شده است با بهرهگیری از روابط فرم بسته ریاضی، برای تحلیل پایداری تونل از سه تابع حالت حدی که عبارت است از: کشش پیچ سنگ، ناحیه پلاستیک شدگی تونل و همگرایی تونل استفاده شود. همچنین جهت بدست آوردن احتمال شکست و شاخص قابلیت اعتماد از سه روش قابلیت اعتماد مرتبه اول، قابلیت اعتماد مرتبه دوم و شبیهسازی مونتکارلو استفاده شده که مجموعهی این تحلیلها در نرم افزار RT انجام گرفته است. نتایج این تحلیل ها نشان می دهد که روش های قابلیت اعتماد دارای قابلیت بالایی در تحلیل احتمالاتی مسایل مربوط به تحلیل پایداری تونل را دارند و این متودولوژی می تواند برای تحلیل احتمالاتی سایر مسایل صنعت تونلسازی نیز بکار گرفته شود.

تاثیر کانی های رسی در عملکرد فلوتاسیون با ساخت نمونه های تصنعی برای انواع رس در درصد های مختلف به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است اما تاثیر ترکیب رس ها در یک کانسنگ و یا بررسی تاثیر رس های موجود در خود کانسنگ مطالعه نشده است. حضور ترکیب کانی های رسی در خوراک کارخانه تغلیظ مس سونگون باعث مشکلات متفاوتی از جمله کاهش عیار و بازیابی کنسانتره نهایی می شود. بدیهی است که درک رفتار رس ها در عملکرد فلوتاسیون این کانسنگ می تواند گام موثری در امکان بهبود عملیات کارخانه در هنگام مواجه با خوراک های با درصد رس بالا باشد. لذا جهت بررسی تاثیر کانی های رسی بر عملکرد فلوتاسیون کانسنگ مس سونگون، رفتار فلوتاسیون دو نمونه رس دار با درصد رس متفاوت در بخش رافر بررسی شد. نتایج بدست آمده برای دو نمونه ی رس بالا با محتوی ایلیت 46/10درصد، کایولینیت 36/2 درصد و مسکویت 62/6 درصد و رس پایین با محتوی ایلیت 12/6 درصد، کایولینیت 2 درصد و مسکویت 3/11 درصد مشخص کرد که در نمونه رس پایین اندازه حباب ها کاهش یافته است و همچنین کف، حاوی ذرات با ارزش کمتری است که نهایتا موجب کاهش بازیابی این نمونه به دلیل نرمه پوشی کانی های مس با مسکویت شده است. در طرف مقابل، کاهش قابل توجهی در عیار و بازیابی نمونه رس بالا علی رغم حجم کف پایین مشاهده نشد و مشخص شد کانی ایلیت (با درصد موجود در کانسنگ مذکور) تاثیری در فلوتاسیون مس ندارد. با بررسی تاثیر میزان کانی های رسی بر عملکرد فلوتاسیون مشخص شد که افزایش مقدارکانی های رسی به بیش از 10 درصد ویسکوزیته پالپ را بشدت افزایش می دهد. در ادامه با افزایش مقدار کایولینیت به 20 درصد وزنی تعداد حباب های با اندازه بزرگ کاهش یافت و کف بی ر نگ شد و موجب کاهش بازیابی از 25/81 به 43/71 درصد و عیار از 38/5 به 05/2 درصد شد.

اجرای یک پروژه زیرزمینی پیچیده با حجم حفاری زیاد ممکن است چندین سال وقت بگیرد. زمان حفاری اغلب به صورت تجربی و بر اساس تجربیات کارشناسان کنترل پروژه، برآورد می شود. در چنین پروژه هایی روش اجرا عموما به صورت متعارف یعنی روش چالزنی و آتشکاری است. برای تسریع در روند عملیات اجرا، تعدادی جبهه کار پیشروی به صورت همزمان وجود دارد. برآورد حداقل زمان اجرایی در چنین شرایطی با توجه به اینکه گزینه های مختلفی برای انتخاب جبهه کارهای فعال برای پیمانکار وجود دارد، بسیار مشکل است و نیاز به یک شبیه سازی کامپیوتری دارد که در آن گزینه های مختلف به صورت تصادفی انتخاب و در نهایت زمان های تکمیل پروژه با هم مقایسه شوند تا بتوان زمان بهینه و ترتیب حفاری بهینه را تعیین کرد. در این مقاله ویژگی های مهم تاثیر گذار در بهینه سازی عملیات اجرایی یک پروژه زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است که مرتبط با دو مرحله اساسی پروژه شامل طراحی و اجرا است. مهمترین این ویژگی ها شامل ویژگی های تاثیرگذار زمین شناسی، کلاس های سیستم نگهداری و احجام و تعداد اجزاء مربوطه، زمان چرخه عملیات حفاری، زمان بهینه تکمیل تمام اجزاء پروژه بر اساس پیش شرط های حفاری آنها، گزینه های مختلف پیش رو برای حفاری آنها، و بهینه سازی چرخه عملیات و تعداد ماشین آلات در حین اجرا برای کاهش تاخیرات است. در ادامه ضمن معرفی تعدادی روش و رابطه جدید برای برآورد ویژگی های یاد شده، کاربرد آنها برای برآورد زمان کمینه اجرای پروژه و کاهش تاخیرات حین اجرا برای یک پروژه زیرزمینی بزرگ در سنگاپور به صورت خلاصه ارایه شده است.

روش وارون سازی توام گرادیان متقاطع به عنوان یک روش بسیار مفید برای کاهش غیر یکتایی و همچنین رفع نقص های موجود در مدل های حاصل از وارون سازی مجزا محسوب می شود. این روش در حین داشتن این مزایا دارای معایبی است. بطوریکه الگوریتم روش وارون سازی توام مبتنی بر گرادیان متقاطع زمانی که ابعاد مسیله بزرگ باشد به کندی اجرا می شود و در بعضی مواقع به کل قابل اجرا نیست. در این مقاله به منظور رفع این نقص، روش فضای داده بکار گرفته شده و الگوریتم بر این مبنا در محیط نرم افزار متلب کد نویسی شده است. به منظور بررسی کارایی کد، یک مدل مصنوعی حاوی سه مکعب با ابعاد و عمق های مختلف بکار گرفته شد. در ابتدا داده های گرانی و مغناطیس حاصل از این مدل مصنوعی با کد نوشته شده مدل سازی پیشرو تهیه شد و سپس با اضافه نمودن نوفه تصادفی بصورت مجزا و در فضای داده و بصورت سه بعدی وارون سازی شدند. در ادامه، الگوریتم بهبود یافته وارون سازی توام و توسعه داده شده در محیط متلب مبتنی بر گرادیان متقاطع با اعمال قید همواری برای وارون سازی توام سه بعدی داده ها استفاده شد. نتایج به دست آمده بهبود های قابل توجهی در مدل های حاصل در یک شرایط مساوی را ایجاد کرد. این بهبود ها هم از جنبه تعیین موقعیت و گسترش عمقی مدل مصنوعی و هم از جنبه قابلیت اجرای کد با این تعداد پارامتر مدل بود. پس از تایید نتایج، الگوریتم مذکور برای وارون سازی توام و سه بعدی داده های گرانی و مغناطیسی برداشت شده از محدوده هماتیتی اطراف معدن جلال آباد زرند (استان کرمان) به منظور نمایش کارایی الگوریتم در وارون سازی داده های مغناطیسی محدوده مذکور بکار رفت. مقایسه مدل های حاصله با نتایج حفاری موید صحت کار و کارایی بالای این الگوریتم، حتی زمانی که با کمبود داده مواجه هستیم، می باشد.

توسعه صنایع و نیاز به مواد معدنی باعث شده است تا واحدهای معدنی ظرفیت های تولید سالیانه بالاتری را در برنامه تولید خود قرار دهند. تولید در سطوح بزرگ مقیاس نیازمند مدل های برنامه ریزی تولیدی است که اهداف و محدودیت های عملیاتی واقعی و کارآمدی را در ترکیب خود قرار دهند. وجود پارامترهای مختلف موثر در طراحی و ارتباط تنگاتنگ آن ها در موفقیت عملیات استخراج معادن تخریب بلوکی، مسایل زمان بندی تولید این معادن را پیچیده کرده است. در این تحقیق با معرفی محدودیت طول مدت فعالیت دهانه تخلیه و تعداد دهانه تخلیه فعال در هر دوره از عمر معدن به کنترل مناسب از چگونگی شروع و گسترش استخراج از دهانه های تخلیه در محدوده معدن تخریب بلوکی پرداخته شد و نتایج آن در زمان بندی تولید بررسی گردید. بدین منظور مدل های MILP با استفاده از نرم افزار MATLAB توسعه و در ادامه در محیط نرم افزار CPLEX مدلهای مربوطه حل گردید. اجرای مدل ها بر روی 109 دهانه تخلیه که در طی 13 سال وارد مدل زمان بندی تولید شدند نشان داد مدل های MILP پیشنهادی ضمن کنترل فعالیت دهانه های تخلیه، سعی در افزایش حداکثر بهره وری اقتصادی طرح دارند به نحوی که حداکثر اختلاف درNPV محاسبه شده در راستاهای مختلف پیشروی تخریب 16% می باشد که خود این عامل نشان می دهد مدل به خوبی تابع هدف مساله را رعایت می کند. همچنین نتایج زمان بندی تولید برای دهانه تخلیه 65 نشان داد که در راستای SN این دهانه تخلیه در دوره 1 و با عمر 3 سال وارد زمان بندی تولید شده و بنابراین در هرسال 33% از تناژ آن استخراج می شود. این در حالی است که در راستای NS این دهانه تخلیه در دوره 8 و به صورت کامل در 1 دوره استخراج شده است. بنابراین طول عمر دهانه های تخلیه نیز تابعی از تناژ و عیار آن دهانه تخلیه و راستای پیشروی استخراج است.